2014 Fiscal Year Annual Research Report
機能分子・生体分子電着による金属の汎用的生体機能化
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22240059
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
塙 隆夫 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (90142736)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土居 壽 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (30251549)
蘆田 茉希 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (50708386)
堤 祐介 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (60447498)
陳 鵬 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (70708388)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 生体材料 / 金属材料 / 表面反応 / 生体組織 / 表面処理 / 生体機能分子 / 生体適合性 / 生体機能性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属材料は典型的な人工材料であり、生体機能がないにも関わらず、優れた強度と靭性から依然として多くの医療用デバイスに使用され、その必要性はますます増加している。しかし、金属は人工材料であるが故に、生体適合性、生体機能性の面での課題が多い。その解決のためには、金属材料に生体機能を付与するための新たな科学と技術が必要となる。本研究では、金属表面に機能分子や生体分子を固定化する際の結合と固定化による生体機能発現のメカニズムを、表面科学的及び分子生物学的手法によって明らかにするとともに、これを一般的理論に拡張し、汎用性の高い技術とすることを目的とした。
機能分子・生体分子の電着条件の探索、および電着による分子固定化のメカニズムの解明、分子固定化材料の生体機能発現メカニズムの解明の研究を行ってきた。サイクリックボルタンメトリーにより電着中の両末端アミン修飾PEG（NH2-PEG-NH2）の動的挙動を解析した。その結果、電解液中NH2-PEG-NH2の濃度が大きいほど電流密度が大きいことから、チタン表面近傍ではNH2-PEG-NH2は電離と非電離を繰り返し、末端アミノ基をチタン表面に接し規則的なU字構造に配列していくことが明らかになった。また、PEG電着金属の摩擦特性についても検討した。PEGの分子量の増加に伴い摩擦係数は増加し、PEGの固定化様式の組み合わせによっても摩擦係数が変化することが明らかになった。
以上より、本研究では、金属を生体機能化するための機能分子電着固定化の効果とその機構の解明、さらに電着機構を解明した。これらの成果は、今後の金属材料機能化・生体適合化を支援する重要な基盤となるものである。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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